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钛是如何制成的?

发布时间:2020-06-25 17:28:22访问数量:122

生产过程

钛是用Kroll工艺生产的。所涉及的步骤包括萃取、纯化、海绵生产、合金制造以及成型和成形。在美国,许多制造商专门从事这种生产的不同阶段。例如,有些制造商只生产海绵,有些制造商只熔化和制造合金,还有一些制造商生产最终产品。

提取

在开始生产时,制造商从矿山中获得钛精矿。金红石可以以自然形式使用,而钛铁矿则经过处理以去除铁,因此它至少含有85%的二氧化钛。这些材料与氯气和碳一起放入流化床反应器中。这种材料被加热到1652华氏度(900摄氏度),随后的化学反应会产生不纯的四氯化钛(TiCl4)和一氧化碳。杂质是一个事实,纯二氧化钛没有使用在开始。因此,必须去除所产生的各种多余的金属氯化物。

净化

反应后的金属被放入大的蒸馏罐中加热。在此步骤中,使用分馏和沉淀将杂质分离。这个作用除去金属氯化物,包括铁、钒、锆、硅和镁。

海绵的生产

接下来,经过提纯的四氯化钛以液体的形式转移到不锈钢的反应器容器中。然后加入镁,将容器加热到大约2,012华氏度(1,100摄氏度)。氩气被泵入容器,这样空气就会被抽走,防止被氧气或氮气污染。镁与氯反应生成液态氯化镁。由于钛的熔点高于反应的熔点,这使得纯钛成为固体。

通过钻孔将钛固体从反应器中去除,然后用水和盐酸处理以去除多余的镁和氯化镁。由此产生的固体是一种叫做海绵的多孔金属。

合金的创建

然后,通过自耗电极电弧炉,纯海绵钛 可以转化为可用的合金。在这一点上,海绵与各种合金附加物和废金属混合。海绵与合金材料的确切比例是在生产前在实验室制定的。然后,这些物质被压紧并焊接在一起,形成海绵电极。

然后将海绵电极放入真空电弧炉中熔化。在这个水冷的铜容器中,电弧被用来熔化海绵电极形成锭。容器中的所有空气要么被抽走(形成真空),要么在大气中充入氩气以防止污染。一般来说,钢锭要再熔一到两次才能生产出商业上可接受的钢锭。在美国,大多数用这种方法生产的钢锭重约9,000磅(4,082公斤),直径为30英寸(76.2厘米)。

铸锭完成后,从炉中取出,检查是否有缺陷。表面可根据客户要求进行调整。然后钢锭会被运送到成品制造商那里,在那里它可以被碾磨成各种各样的产品。

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